모델 (기하학)


개요[편집 | 원본 편집]

고대 그리스의 수학자 유클리드가 현재의 유클리드 기하학의 토대를 다진 뒤, 거의 2천년 동안 기하학이란 학문은 유클리드가 제시한 공리와 공준에 의해 잘 굴러가고 있었다. 물론, 그 기간 중에는 유클리드가 제시한 공준의 당위성을 따지려는 노력이 있었고, 하나 둘 씩 공준의 당위성이 보여졌다. 딱 하나, 유클리드의 제 5공준, 혹은 평행선 공준이라고 부르는 것만 빼고.

이 평행선 공준은 19세기에 가서야 반드시 성립할 필요가 없다는 사실이 밝혀졌고, 유클리드의 2천년에 걸친 낚시의 위엄 유클리드 기하학이 알파이자 오메가였던 기하학은 쌍곡 기하학, 유클리드 기하학, 타원 기하학으로 쪼개지게 되었다. 이 유클리드 공리·공준 체계의 불완전성은 자연히 수학자들로 하여금 완벽한 공리 체계를 갖춘 기하학, 좀 더 일반적으로는 수학 그 자체를 세우려고 했으며, 그 중심에는 힐베르트가 있었다. 힐베르트는 추상적인 관점에서 연역 체계를 갖춘 "메타 수학"을 완성시키려고 노력했었으며, 그 일환으로 1899년에 그가 출판한 "기하학 기초론"에서 유클리드 기하학의 불완전성을 보완한 결합 기하학(Incidence Geometry)을 제시하였다.

현대의 관점에서 보면, 결합 기하학은 기하학의 모델(Model) 중 하나이지만, 타원 기하학을 제외하고는 거의 다른 모든 기하학의 기반이 된다 (정확히는 결합 기하학의 공리를 취하는 절대 기하학(Absolute Geometry, Neutral Geometry).

정의[편집 | 원본 편집]

임의의 공리 체계에는 정의되지 않은 용어인 무정의 용어와, 정의되지 않은 용어들 사이의 관계가 존재한다. 기하학에서 무정의 용어는 점, 선, 면, 원 등등이 있고, 관계로는 공선점, 합동, 공원점, 평행, ~사이에 있다, ~위에 있다 등등이 존재한다. 또한, 공리 체계에는 증명 없이 참으로 받아들이는 공리(Axiom)공준(Postulate)이 존재하며, 정리(Theorem)는 공리와 공준만을 사용해서 도출될 수 있는 명제를 말한다.

이제, 무정의 용어에 의미를 부여하는 것을 해석(Interpretation)이라 하며, 만약 해석이 특정 시스템(여기서는 기하학)의 공리들을 만족한다면, 그 해석 시스템을 해당 기하학의 모델(Model)이라고 부른다.

뭔가 거창하게 설명했지만, 모델은 간단히 말하면 "무정의 용어에 뜻을 줬을 때, 주어진 조건을 만족하냐?"를 체크하는 것이라고 생각하면 된다. 구체적인 예시를 원한다면 결합 기하학을 참고하자.

관련 항목[편집 | 원본 편집]